Міністерство освіти і науки України Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського Теплоенергетичний факультет Кафедра АПЕПС Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів ЗВІТ ДО Лабораторної роботи № 5 «Синтез керуючих автоматів по графу мікропрограми» Варіант № 15 Дата: «7» грудня 2021  Мета роботи: закріплення теоретичних знань по синтезу керуючих автоматів (КА) із жорсткою логікою. Постановка задачі В результаті виконання даної лабораторної роботи студент повинен: спроектувати КА із жорсткою логікою за заданим ГМП та базисам ЛЕ й елементів пам’яті, використовуючи канонічний метод синтезу цифрових автоматів з пам’яттю; синтезувати отримувану функціональну схему КА на базі ПЛІС, призначивши її входи/виходи виводам мікросхеми; провести моделювання схеми, перевіривши правильність функціонування КА. Короткі теоретичні відомості: Головною метою синтезу цифрового автомата з пам’яттю є визначення всіх його можливих станів та переходів, відповідно заданому алгоритму функціонування, та отримання функцій збудження всіх входів тригерів, з яких складається автомат. Цього достатньо для складання логічної схеми цифрового автомата. Функціональна і структурна організація операційних пристроїв базується на принципі мікропрограмного керування, що полягає в наступному: 1. Будь-яка операція fg(g=1,...,G), реалізована пристроєм, розглядається як складна дія, що розділяється на послідовність елементарних дій над словами інформації. 2. Для керування порядком проходження мікрооперацій використовуються логічні умови, що у залежності від значень слів, перетворених мікроопераціями, приймають значення "неправда" або "істина" (0 або 1). 3. Процес виконання операцій у пристрої описується у формі алгоритму, що представляється в термінах мікрооперацій і логічних умов і називається мікропрограмою. Таким чином, із принципу мікропрограмного керування випливає, що структура і порядок функціонування операційних пристроїв визначається алгоритмом виконання операції F={f1,...,fG}. Операторна схема алгоритму мікропрограми найбільш часто представляється у вигляді граф-схеми алгоритму (ГСА). ГСА визначає обчислювальний процес послідовно у часі, встановлюючи порядок перевірки логічних умов х1–хL і порядок проходження мікрооперацій у1– уm. У ГСА зазвичай використовують вершини наступних типів: 1. Вершина «початок» має один вихід, входів не має. Позначає початок мікропрограми; 2. Вершина «кінець» має будь-яке число входів, виходів не має. Позначає кінець мікропрограми; 3. Операторна вершина має будь-яке число входів, один вихід. Всередині операторної вершини записується одна мікрокоманда - сукупність мікрооперацій з одночасним виконанням; 4. Умовна вершина має будь-яку кількість входів і два виходи. Всередині умовної вершини записується булевий вираз, в залежності від значення якого здійснюється вибір напрямку подальшого виконання мікропрограми; 5. Вершина очікування, має множину входів, два виходи, один з яких заведений на вхід. При влученні у вершину очікування, вихід з неї можливий тільки при виконанні умови х. Автомат Мілі Автомат Мілі — скінченний автомат чиї вихідні символи визначаються його станом, та символами на вході (на відміну від автомату Мура вихідні символи якого визначаються тільки його станом). На ребрах в діаграмі станів позначають вхідні та вихідні символи (а в автоматі Мура вихідні символи позначають на вершинах). 1. (одержання позначеної ГСА) Входи вершин, слідуючих за операторними, позначають символами a1, a2, … Результатом першого етапу є позначена ГСА, що є основою для другого етапу - переходу до графа або таблиць переходів-виходів. Приклад ГСА, позначеної для автомату Мілі: / На другому етапі з позначеної ГСА будують граф автомата або таблиці переходів- виходів. На площині схеми позначаємо всі стани автомата ai. Для кожного зі станів ai визначаємо за відміченою ГСА всі шляхи, що ведуть в інші стани і проходять обов'язково тільки через одну операторну вершину! Приклад г...